Cá heo sọc là một trong năm loài thuộc chi Stenella, tuy nhiên, nghiên cứu di truyền gần đây của LeDuc et al (1999) cho thấy Stenella không phải là một nhóm cá heo tự nhiên. Theo nghiên cứu cho rằng, những loài gần gũi nhất của cá heo sọc, cá heo Clymene, cá heo mũi chai Ấn Độ-Thái Bình Dương, cá heo đốm Đại Tây Dương và cá heo chi Delphinus, mà trước đây được coi là một phân loài của họ cá heo đại dương. Cá heo sọc được mô tả bởi Franz Meyen vào năm 1833. Coeruleoalba (từ Latinh caeruleus có nghĩa là "màu xanh sẫm" và "trắng sọc") đề cập đến màu xanh và trắng sọc, một đặc trưng ở hai bên sườn của loài cá heo này.